2024年6月15日发(作者：本华)
CPU的主要功能参数详解
===================================================华丽的分割线
一，CPU主频：
这是一个最受新手关注的指标，指的就是CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。
通常所说的某款CPU是多少兆赫兹的，而这个多少兆赫兹就是“CPU的主频”。在学校经
常听见一些人问，XXX网吧的CPU2.66G！XXX网吧的才2G，有人用2.66G的赛扬与
2.0G-2.66G的P4比，这是无知的表现，和他们争是无意义的：）。主频虽与CPU速度有关系，
但确对不是绝对的正比关系，因为CPU的运算速度还要看CPU流水线（流水线下面介绍）
的各方面性能指标（缓存、指令集，CPU位数等）。因此主频不代表CPU的整体性能，但
提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。主频的计算公式为：主频＝外频*倍频。
================================================换行的分割线
二：外频：
外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率，单位是MHz（兆赫兹）。在早期的
电脑中，内存与主板之间的同步运行的速度等于外频，在这种方式下，可以理解为CPU外
频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。对于目前的计算机系统来说，两者完全
可以不相同，但是外频的意义仍然存在，计算机系统中大多数的频率都是在外频的基础上，
乘以一定的倍数来实现，这个倍数可以是大于1的，也可以是小于1的。
================================================换行的分割线
三：倍频咯：倍频
CPU的倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关
系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。理论上倍频是从1.5一直到无限的，但需要注意的
是，倍频是以以0.5为一个间隔单位。外频与倍频相乘就是主频，所以其中任何一项提高都
可以使CPU的主频上升。 原先并没有倍频概念，CPU的主频和系统总线的速度是一样
的，但CPU的速度越来越快，倍频技术也就应允而生。它可使系统总线工作在相对较低的
频率上，而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为：主频 ===
外频 x 倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，
CPU主频也就越高。
================================================换行的分割线
================================================个人言语的分割线
主频因素说完了，现在让我们来看看别的影响CPU速度的“东西”请允许我称他为东西，
说功能现行
================================================换行的分割线
四：
流水线：
这东西学地理的应该懂，高一下册地理书有说，他相当于一个公程的一部分一
部分，我自己打个比喻！比如：就拿跑步和走路来说，就分为2级流水线，即左脚，再右脚，
再一直循环下去，一级的话就可以说成是双脚一起跳，这样效率当然低，对吧。。。。。。这就
是生活的流水线，当你左脚走出去之后，如果发现前面有一堆大便，只好重来了（设一次一
定走2步）这就是流水线级别上去之后跟随的错误一出来CPU就要重新计算。。。。。。。。也许
我说得不太明白，下面引用别人的话来说，转自网友“毛笔小新”
===================================================引用的发割线
在制造CPU的过程中,除了硬件设计之外,还有逻辑设计,流水线设计就属于逻辑设计范畴,举
个例子来讲,比如说一家汽车工厂,在生产汽车的过程中采用了四个大组分别来完成四个生产
步骤:1组生产汽车底盘,二组给底盘上装引擎,三组给汽车装外壳及轮胎,四组做喷漆,装玻璃
及其他,这就叫做一条四级的流水线.(现在的大型汽车生产厂也的确是按照类似流水线来提
高生产效率的). 假设每个步骤需要1小时,那么如果我们让1大组在做完1辆车的底盘后马
上开始生产下一辆的底盘,二大组在做完一辆车的引擎后立刻投入下一辆车引擎的组装,以次
类推三,四组的工作也如此,这样一来,每一小时就会有一辆奔驰或宝马被生产出来,这就相当
于是CPU的指令排序执行. 但如果我们还想提升工厂的生产效率,又该怎么办呢?那么我们
就可以将上述的每个大组在分成2个小组,形成一条8级的生产流水线,这样就形成每个小组
(注意是"小组")只需要半小时就可以完成自己的工作,那么相应的每半小时就会有一辆汽车
走下生产线,这样就提高了效率(这里不太好理解,请大家仔细想想就会明白).
根据这个道理,CPU的流水线也就不难理解了,只不过是把生产汽车变成了执行程序指令而
已,原理上是相通的。
=================================接上的分割线
那么这里可以想到,如果再把流水线加长,是不是效率还可以提高呢? 当人们把这个想法运用
到CPU设计中时才发现,由于采用流水线来安排指令,所以非常不灵活,一旦某一级的指令执
行出错的话,整条流水线就会停止下来,再一极一级地去找出错误,然后把整条流水线清空,重
新载入指令,这样一来,会浪费很多时间,执行效率反而十分低下,为了解决这个问题,科学家们
又采用了各种预测技术来提高指令执行的正确率,希望在保持长流水线的同时尽量避免发生
清空流水线的悲剧,这就是经常看到的Intel的广告"该处理器采用了先进的分支预测技术....",
当你明白了上面我所讲的后,你就知道了吹得那么玄乎,其实也就不过如此.
还有不得不说的就是:长流水线会让CPU轻易达到很高的运行频率,但在这2G,3G的频率中又
有多少是真正有效的工作频率呢? 而且级数越多,所累计出来的延迟越长,因为工作小组在交
接工作时是会产生信号延迟的,虽然每个延迟很短,但20甚至30级的流水线所累计出来的延
迟是不可忽视的,这样就形成了一个很好笑的局面,流水线技术为处理器提升了频率,但又因
为自身的缺陷产生了很大的效率空白,将优势抵消掉,高频率的CPU还会带来高功耗和高发
热量,所以说流水线并非越长越好
====================================接上的分割线
近年来Intel的奔四处理器经过了三个阶段的发展,最早的奔四采用的是(威廉)核心,该核心只
有13级的流水线,普遍频率未上2G,速度一般,第二代的奔四采用的(northwoog北木)核心,这
个核心有20级流水线,由于流水线级数比较合适,所以大副提升了奔四的速度,但又未影响执
2024年6月15日发(作者：本华)
CPU的主要功能参数详解
===================================================华丽的分割线
一，CPU主频：
这是一个最受新手关注的指标，指的就是CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。
通常所说的某款CPU是多少兆赫兹的，而这个多少兆赫兹就是“CPU的主频”。在学校经
常听见一些人问，XXX网吧的CPU2.66G！XXX网吧的才2G，有人用2.66G的赛扬与
2.0G-2.66G的P4比，这是无知的表现，和他们争是无意义的：）。主频虽与CPU速度有关系，
但确对不是绝对的正比关系，因为CPU的运算速度还要看CPU流水线（流水线下面介绍）
的各方面性能指标（缓存、指令集，CPU位数等）。因此主频不代表CPU的整体性能，但
提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。主频的计算公式为：主频＝外频*倍频。
================================================换行的分割线
二：外频：
外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率，单位是MHz（兆赫兹）。在早期的
电脑中，内存与主板之间的同步运行的速度等于外频，在这种方式下，可以理解为CPU外
频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。对于目前的计算机系统来说，两者完全
可以不相同，但是外频的意义仍然存在，计算机系统中大多数的频率都是在外频的基础上，
乘以一定的倍数来实现，这个倍数可以是大于1的，也可以是小于1的。
================================================换行的分割线
三：倍频咯：倍频
CPU的倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关
系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。理论上倍频是从1.5一直到无限的，但需要注意的
是，倍频是以以0.5为一个间隔单位。外频与倍频相乘就是主频，所以其中任何一项提高都
可以使CPU的主频上升。 原先并没有倍频概念，CPU的主频和系统总线的速度是一样
的，但CPU的速度越来越快，倍频技术也就应允而生。它可使系统总线工作在相对较低的
频率上，而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为：主频 ===
外频 x 倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，
CPU主频也就越高。
================================================换行的分割线
================================================个人言语的分割线
主频因素说完了，现在让我们来看看别的影响CPU速度的“东西”请允许我称他为东西，
说功能现行
================================================换行的分割线
四：
流水线：
这东西学地理的应该懂，高一下册地理书有说，他相当于一个公程的一部分一
部分，我自己打个比喻！比如：就拿跑步和走路来说，就分为2级流水线，即左脚，再右脚，
再一直循环下去，一级的话就可以说成是双脚一起跳，这样效率当然低，对吧。。。。。。这就
是生活的流水线，当你左脚走出去之后，如果发现前面有一堆大便，只好重来了（设一次一
定走2步）这就是流水线级别上去之后跟随的错误一出来CPU就要重新计算。。。。。。。。也许
我说得不太明白，下面引用别人的话来说，转自网友“毛笔小新”
===================================================引用的发割线
在制造CPU的过程中,除了硬件设计之外,还有逻辑设计,流水线设计就属于逻辑设计范畴,举
个例子来讲,比如说一家汽车工厂,在生产汽车的过程中采用了四个大组分别来完成四个生产
步骤:1组生产汽车底盘,二组给底盘上装引擎,三组给汽车装外壳及轮胎,四组做喷漆,装玻璃
及其他,这就叫做一条四级的流水线.(现在的大型汽车生产厂也的确是按照类似流水线来提
高生产效率的). 假设每个步骤需要1小时,那么如果我们让1大组在做完1辆车的底盘后马
上开始生产下一辆的底盘,二大组在做完一辆车的引擎后立刻投入下一辆车引擎的组装,以次
类推三,四组的工作也如此,这样一来,每一小时就会有一辆奔驰或宝马被生产出来,这就相当
于是CPU的指令排序执行. 但如果我们还想提升工厂的生产效率,又该怎么办呢?那么我们
就可以将上述的每个大组在分成2个小组,形成一条8级的生产流水线,这样就形成每个小组
(注意是"小组")只需要半小时就可以完成自己的工作,那么相应的每半小时就会有一辆汽车
走下生产线,这样就提高了效率(这里不太好理解,请大家仔细想想就会明白).
根据这个道理,CPU的流水线也就不难理解了,只不过是把生产汽车变成了执行程序指令而
已,原理上是相通的。
=================================接上的分割线
那么这里可以想到,如果再把流水线加长,是不是效率还可以提高呢? 当人们把这个想法运用
到CPU设计中时才发现,由于采用流水线来安排指令,所以非常不灵活,一旦某一级的指令执
行出错的话,整条流水线就会停止下来,再一极一级地去找出错误,然后把整条流水线清空,重
新载入指令,这样一来,会浪费很多时间,执行效率反而十分低下,为了解决这个问题,科学家们
又采用了各种预测技术来提高指令执行的正确率,希望在保持长流水线的同时尽量避免发生
清空流水线的悲剧,这就是经常看到的Intel的广告"该处理器采用了先进的分支预测技术....",
当你明白了上面我所讲的后,你就知道了吹得那么玄乎,其实也就不过如此.
还有不得不说的就是:长流水线会让CPU轻易达到很高的运行频率,但在这2G,3G的频率中又
有多少是真正有效的工作频率呢? 而且级数越多,所累计出来的延迟越长,因为工作小组在交
接工作时是会产生信号延迟的,虽然每个延迟很短,但20甚至30级的流水线所累计出来的延
迟是不可忽视的,这样就形成了一个很好笑的局面,流水线技术为处理器提升了频率,但又因
为自身的缺陷产生了很大的效率空白,将优势抵消掉,高频率的CPU还会带来高功耗和高发
热量,所以说流水线并非越长越好
====================================接上的分割线
近年来Intel的奔四处理器经过了三个阶段的发展,最早的奔四采用的是(威廉)核心,该核心只
有13级的流水线,普遍频率未上2G,速度一般,第二代的奔四采用的(northwoog北木)核心,这
个核心有20级流水线,由于流水线级数比较合适,所以大副提升了奔四的速度,但又未影响执